人工湿地在农业种养殖业面源污染防治上的应用研究

项目单位

上海海洋大学

技术成熟度: 目前技术已经进行推广使用,推广情况: 1.沙田湖人工湿地(池塘养殖尾水处理): 设计建设了27亩人工复合湿地,净化处理320亩池塘养殖尾水。经湿地净化处理后,养殖废水中各项指标均有改善,养殖废水中总氮、总磷、CODMn、氨氮分别从2.32、0.50、14.88、0.61 mg/L降至0.98、0.18、9.72、0.30 mg/L,叶绿素a从369.6 μg/L降至61.78 μg/L,水质明显得到净化。沙田湖人工湿地植物死亡时收割可去除氮、磷含量分别为11.68 g/m2和4.81 g/m2,再力花去除氮、磷能力最强。在湿地植物死亡前收割能够提高湿地植物吸收所贡献的净化率。 2.青浦现代农业园区人工湿地(农田尾水处理) 选取青浦现代农业园区一条河道,建设垂直流潜流湿地、水平流潜流湿地、表面流湿地(沉水植物、浮叶植物和挺水植物组成)的复合系统。监测结果显示,经湿地系统处理后的水质指标由进水IV类达到出水时的II-III类水,有毒有害物质达到I类水质标准,水处理成效显著。复合型人工湿地系统对总氮、总磷的净化率最高可达65%和56.7%;重金属等指标达到绿色无公害产品的灌溉用水标准;呈现水清见鱼游的自然水体景观,不仅使农田尾水得到有效净化,还可回用到有机农业灌溉水源。 3.青浦练塘渔珠场人工湿地处理水产养殖尾水:标准化养殖场人工湿地用于养殖尾水净化处理。 4. 东方菲尼克斯人工湿地:处理灌溉用水,处理后水体用于生态农业大棚有机蔬菜滴灌。 5. 多利农庄人工湿地:生态农庄水处理,用于有机农业灌溉。

适用推广的地区: 适宜于农田尾水处理,湿地、生态园景观生态和水处理,养殖水域净化等。

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对合作单位的基本要求: 与该项目应用相关,并具有一定的经济实力。

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项目联系人

成果概况

本项目属地表水体环境污染与防治范畴。 主要内容: 2010年全国污染源普查公报明确指出农业面源污染已成为我国水环境污染的主要来源,其化学需氧量、总氮和总磷排放量分别占排放总量的43.7%、57.2%和67.4%。本项目因地制宜设计了复合型人工湿地系统对主要面源污染(农田尾水和池塘养殖尾水)进行净化处理和研究。本项目以处理沙田湖水产养殖尾水和净化青浦现代农业园区农业种植业排水的人工湿地为研究对象,通过近2年野外采样和实验室分析,研究了不同温度条件下(冬夏季)人工湿地对农业种植业排水净化效,对不同面源污染类型和污染程度下的人工湿地净化效率,不同湿地类型对湿地系统总去除率的贡献,湿地植物氮磷营养物质的迁移规律,湿地的碳收支情况。1)复合型人工湿地系统处理农田尾水或水产养殖尾水的水处理效果显著,出水水质优于进水1-2个水质等级。2)人工湿地水处理技术不仅能够有效处理农田或池塘养殖尾水,使水体达标排放,处理后的优质水体可回用于有机农业的生产,增加农作物的附加值,生态效益和经济效益显著。3)基本摸清了湿地植物在湿地系统中的净化贡献;不同温度条件下人工湿地对水质的净化效果;营养元素在湿地植物中的运移规律以及湿地系统的固碳能力,为人工湿地系统的环境效益提供了理论材料。

专利情况

200910057323.3 复合型人工湿地系统。

市场前景与领域运用

人工湿地水处理技术广泛应用于城市污水、工业废水、垃圾渗出液、暴雨径流等多种废水的处理,具有良好的净化效果;在农业面源污染的废水处理上也在尝试推广应用。目前研究较多的是单一型湿地如潜流湿地对农业排水的应用,如潜流湿地去除农田排水中磷的效果,潜流湿地去除农田排水中氮的研究,而对于复合型湿地及农业用水的研究较少。目前青浦现代农业园区内五条主要河道的水质为IV类水,农药残留、有机物如苯、酚类、重金属等指标还不能保证达到绿色无公害产品的灌溉用水标准,通过复合湿地系统对河道水质进行处理,可以达到国家标准的II-III类标准,有毒有害物质经湿地净化处理后达到I类水质标准,基本达到饮用水的水质标准,确保了绿色无公害产品生产的要求。人工潜流湿地水处理技术既具有水处理效果好,运转维护管理方便,工程基建和运转维护费用低以及对负荷变化适应能力强等特点,生态效益和经济效益显著。具有示范和广阔的推广应用价值。

技术创新点

1. 本项目从人工湿地的工艺设计、工程建设、运行效果以及生态、环境效益分析等进行一整套集成研究,取得成果具有很强的实际应用和示范价值。 2. 表面流湿地、水平潜流湿地、垂直潜流湿地优化配置形成的复合型湿地系统水处理效果显著有效。湿地处理后的水质优于未处理1-2个水质等级。 3. 复合型湿地系统在面源污染的处理能够使池塘养殖尾水和农田尾水实现达标排放,处理后的水体可以回用到无公害有机蔬菜的滴灌在理念上也是一个创新。 4. 本项目定量研究了湿地植物在湿地系统净化上的贡献率,定量揭示人工湿地系统在固碳方面的环境生态效应。
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